재료의 ESR - 반도체 1-

고체 물질은 절연체(10⁸ Ω·m 이상), 반도체(10^-5 10로⁸ Ω·m) 또는 도체(10^-5 저항률에 따라 Ω·m 이하). 일반적으로 반도체는 다음과 같은 특성도 가지고 있습니다.

• 저항률의 온도 의존성
• 정류
• 양극성 전도
• 홀 효과
• 불순물 효과
• 광전 효과
• 열전 효과

반도체는 무기화합물반도체, 산화물반도체, 유기반도체 등 XNUMX개의 원소로 이루어진 원소반도체와 XNUMX개 이상의 원소로 이루어진 화합물반도체로 분류할 수 있다. 불순물을 함유하고 있는 것. 반도체의 ESR 분석을 통해 구조, 불순물(결함)의 농도, 빛, 열, 전계에 대한 응답, 열화 특성을 평가할 수 있습니다.

비정질 실리콘(a-Si)은 실리콘을 주성분으로 하는 비정질 반도체로 일반적으로 태양전지 및 박막트랜지스터에 사용된다. 댕글링 본드(dangling bond, DB)는 비정질 실리콘에서 종종 검출되는데, 이는 짝을 이루지 않은 전자가 차지하는 Si 결합이 끊어진 것입니다. a-Si의 발광효율과 DB의 개수 사이에는 좋은 상관관계가 있는 것으로 알려져 있다[1]. 예를 들어, 방출 강도는 DB의 수가 증가함에 따라 감쇠됩니다. ESR 평가는 a-Si 생산 과정에서 DB가 얼마나 많이 생성되는지, 열이나 빛의 자극에 의해 DB 생성에 수반되는 열화가 얼마나 진행되는지를 파악하는 데 유용합니다.
위에서 언급한 바와 같이 ESR은 반도체의 물성 향상을 위한 지표를 제공합니다. 최근에는 제조 기술의 향상으로 인해 DB 농도가 낮아졌습니다. 결과적으로 상온에서 DB로부터 ESR 신호를 감지하기 어려운 경우가 많습니다. 이러한 경우에도 극저온 측정(ES - CT 470)을 하는 경우가 많습니다. 그림 1은 실리콘 DB가 상온에서 극저온으로 냉각될 때 관찰되는 ESR 신호를 보여준다.

[1] RA Street, JC Knights 및 DK Biegelsen(1978): 플라즈마 증착 수소화 실리콘의 발광 연구. 물리적 인. 검토. 비18, 1880 - 1891.

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